JPH0432238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、インバータ制御運転可能とした圧
縮機、詳しくは圧縮要素とモータとを備え、前記
モータの回転数を周波数変換で可変として容量制
御を行うごとくした圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来この種圧縮機は、例えば特開昭60−73083
号公報に記載され、かつ第１０図に示したごと
く、密閉ケーシング１に圧縮要素とモータ３を内
装し、このモータ３と圧縮要素とを駆動軸４を介
して連動連結すると共に、該駆動軸４に軸心方向
に延びる給油通路４１を形成する一方、前記駆動
軸４の下端部に、前記ケーシング１の底部油溜１
ａに臨む遠心ポンプＰを取付けており、斯くして
前記駆動軸４の回転駆動に伴い前記遠心ポンプＰ
により、前記油溜１ａの潤滑油を前記給油通路４
１へと汲上げ、該給油通路４１から前記駆動軸４
の軸受箇所及び前記圧縮要素の軸受箇所、その他
の潤滑箇所に前記潤滑油を給油するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで前記従来の圧縮機では、前記各潤滑箇
所に給油するにあたつて、遠心ポンプＰを利用し
ているため、次のごとき問題があつた。

即ち、前記遠心ポンプ（Ｐ）の回転による理論
ヘツド（油押上げ値）を(H)、前記ポンプ（Ｐ）の
回転数を（ω）、前記駆動軸４における給油通路
４１の内径を（ｒ）、潤滑油の汲上げ時に作用す
る重力を(g)とすれば、前記理論ヘツド(H)は、 Ｈ＝（ｒ・ω）²／2g で表される。

また前記モータ３の周波数を（Hz）としたと
き、前記回転数（ω）は、 ω＝Hz／60×2π で表される。

しかして前記遠心ポンプ（Ｐ）による潤滑油の
給油量（Ｑ）は、前記理論ヘツド(H)に比例するこ
とから、 Ｑ∝（Hz）² となる。

以上の式から明らかなごとく、前記遠心ポンプ
（Ｐ）の給油量（Ｑ）は、前記モータ３における
周波数（Hz）の二乗に比例するため、前記圧縮機
の駆動時における前記遠心ポンプ（Ｐ）の給油能
力は、前記周波数（Hz）の増大に伴い給油量
（Ｑ）が二次曲線的に増大するのである。

従つて前記圧縮機のインバータ制御運転時で、
前記モータ３が高周波域で運転される場合、前記
遠心ポンプＰによる給油量Ｑが著しく増大され、
前記各潤滑箇所に過剰給油を行つたり、また過剰
給油により前記圧縮機から吐出される冷媒ガスに
混入する潤滑油量が増大して、油上がりの問題を
発生したり、更には前記給油量（Ｑ）の増大に伴
つて、前記ケーシング１における油溜１ａの潤滑
油量が不足したりする問題が発生したのである。

以上のごとき各種問題を解決するために、前記
遠心ポンプ（Ｐ）に変えて、前記周波数（Hz）の
増大に伴い前記給油量（Ｑ）を、一次曲線的に増
大可能とした定容積形ポンプを使用することが考
えられるのであるが、単に定容量形ポンプを使用
するだけでは、前記モータ３の低周波域での起動
初期時において、上記各潤滑箇所へ油を早く到達
せしめるという立上り特性の改善には不十分なも
のであつた。

本発明は以上のごとき問題に鑑みて成したもの
で、その目的は、前記遠心ポンプと定容積形ポン
プとを組合わせて使用することにより、前記モー
タの低周波域での運転時に、必要な給油特性を確
保して、各種潤滑箇所への油の到達を早くするこ
とができ、しかも前記モータの高周波域での運転
時には、過剰給油を行つたりりすることがない圧
縮機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の圧縮機は、図面の実施例で示したごと
く、圧縮要素２とモータ３とを備え、前記モータ
３の回転数を周波数変換で可変として容量制御を
行うごとくした圧縮機において、前記モータ３に
おける駆動軸４の軸端に、該駆動軸４の駆動で容
積を可変とする容積形ポンプ要素６を備えた給油
ポンプ５を取付けると共に、この給油ポンプ５の
吐出側に、遠心ポンプ７を設けたことを特徴とす
るものである。

（作用） しかして前記モータ３の低周波域での運転時に
は、前記給油ポンプ５に備えた遠心ポンプ７によ
り、所定の必要ヘツドが確保され、潤滑箇所への
給油量が不足したりすることなく、しかも必要量
の潤滑油を早く到達できるのであり、また前記モ
ータ３の高周波域での運転時には、前記給油ポン
プ５に容積形ポンプ要素６を備えていることか
ら、前記潤滑箇所に過剰給油を行つたりすること
がなく、この潤滑箇所に所定量の潤滑油が供給さ
れるのである。

（実施例） 以下本発明にかかる圧縮機を図面の実施例によ
つて説明する。

第９図はスクロール形の圧縮機を示しており、
密閉ケーシング１の内方上下位置に、それぞれ上
部架構１１と下部架構１２とを設け、この上部架
構１１に固定スクロール２１と公転スクロール２
２とから成る圧縮要素２を支持すると共に、前記
上部架構１１と下部架構１２との間に、周波数変
換により回転数を可変としたモータ３を支持する
一方、これらモータ３と圧縮要素２とを、前記各
架構１１，１２に軸受支持された駆動軸４により
連動連結させ、前記モータ３の駆動に伴う前記駆
動軸４の回転により、前記圧縮要素２の公転スク
ロール２２を固定スクロール２１に対して公転駆
動させ、これら両スクロール２１，２２間で冷媒
ガスの圧縮を行うごとくしている。

また前記駆動軸４の下端部には、前記ケーシン
グ１の底部油溜１ａに臨む給油ポンプ５を取付
け、該給油ポンプ５を介して前記油溜１ａの潤滑
油を、前記駆動軸４の軸心内部に貫通形成した給
油通路４１に汲上げ、該給油通路４１から前記駆
動軸４と前記各架構１１，１２との軸受箇所、及
び前記駆動軸４と前記公転スクロール２２の軸受
箇所その他の潤滑箇所に、前記潤滑油を給油する
ごとくしている。

しかして以上のごとき圧縮機において、前記給
油ポンプ５に、前記駆動軸４の回転駆動により容
積を可変とする容積形ポンプ要素６を備えると共
に、前記給油ポンプ５の吐出側に、遠心ポンプ７
を設けたのである。

前記給油ポンプ５は、第１図及び第２図に詳し
く示したごとく、前記下部架構１２の下端面に固
定ボルトＢを介して固定支持されるポンプハウジ
ング５１と、長円形状のポンプ室５２ａをもち、
前記ハウジング５１に短径方向にのみ往復動自由
に支持されるシリンダ５２と、前記駆動軸４の下
方位置に連結筒５３を介して固定され、前記シリ
ンダ５２のポンプ室５２ａで偏心回転されるロー
タ５４と、該ロータ５４と前記シリンダ５２との
下面に固定ボルトＢで固定されるポンプ間座５５
とから構成する。

また前記ハウジング５１は、第３図で明らかな
ごとく、筒体５１ａの上端部に半径方向外方に向
けて延びる取付片５１ｂを一体に設け、該取付片
５１ｂを前記下部架構１２に前記固定ボルトＢを
介して固定するごとくなすと共に、前記筒体５１
ａに下方に向けて延びる延長片５１ｃ，５１ｃを
対向状に形成する一方、該各延長片５１ｃの下端
部にガイド溝５１ｄをそれぞれ設けて構成する。

更に前記シリンダ５２は、第４図で明らかなご
とく、その内部に、横方向両側にそれぞれ半円形
部をもち、該各半円形部を直線部で連結して成る
横方向に長い長円形状のポンプ室５２ａを形成す
ると共に、前記シリンダ５２の外周部で、前記ポ
ンプ室５２ａの短径方向つまり同図の上下方向
に、支持片５２ｂ，５２ｂをそれぞれ一体に設け
て形成するのであり、この各支持片５２ｂを前記
ハウジング５１の各延長片５１ｂに設けたガイド
溝５１ｄに介装させ、該各ガイド溝５１ｄにより
前記シリンダ５２を、前記ポンプ室５２ａの短径
方向のみに往復案内させるごとくなすのである。

また前記ロータ５４は、第５図及び第６図で明
らかなごとく、下端部に前記駆動軸４の軸心に対
し偏心された偏心部５４ａを一体に形成し、該偏
心部５４ａを前記シリンダ５２のポンプ室５２ａ
に介装させて、このポンプ室５２ａ内で前記偏心
部５４ａを偏心回転させることにより、前記シリ
ンダ５２を前記ポンプ室５２ａの短径方向に移動
させながら、前記偏心部５４ａを前記ポンプ室５
２ａの長径方向に往復動させて潤滑油の吸入圧縮
を行うごとくなすと共に、前記偏心部５４ａの下
端面で軸心に対し偏心した箇所に吸入ポート５４
ｂを、かつ外周面に吐出ポート５４ｃをそれぞれ
開設する一方、前記ロータ５４の内部に、前記吸
入ポート５４ｂに連通し、下方から半径方向外方
に向かつて延びる吸入通路５４ｄと、前記吐出ポ
ート５４ｃに連通し、下方から上方に向かつて延
び、前記駆動軸４の給油通路４１に開口する吐出
通路５４ｂとを形成する。

しかして前記ハウジング５１に支持された前記
シリンダ５２と、該シリンダ５２のポンプ室５２
ａ内で長径方向に往復動される前記ロータ５４の
偏心部５４ａとにより、前述した容積形ポンプ要
素６を形成するのであり、その作用については後
で詳述する。

また前記ロータ５４における前記吐出通路５４
ｅの上方内部には、前記駆動軸４の給油通路４１
に向かつて断面逆円錐形に拡径するテーパー状の
開口面５４ｆを設け、該開口面５４ｆによつて、
前述した遠心ポンプ７を形成するのであり、その
作用については後で詳述する。

更に前記駆動軸４の給油通路４１は、前記駆動
軸４の中心部に、その軸心方向に沿つて形成する
のであり、また前記ロータ５４の吐出通路５４ｅ
は、前記駆動軸４の軸心と同心状に形成して、こ
の吐出通路５４ｅを前記開口面５４ｆを介して前
記給油通路４１に開口させる。

また前記ポンプ間座５５は、第７図に示したご
とく、外径が前記シリンダ５２のポンプ室５２ａ
より径大となるように円形状に形成するのであつ
て、前記ロータ５４の前記吸入ポート５４ｂとの
対向位置に、潤滑油の吸入孔５５ａを設けると共
に、前記間座５５の中間２箇所にそれぞれ取付孔
５５ｂを貫通形成し、この各取付孔５５ｂから前
記ロータ５４に形成した各取付孔５４ｇへと前記
固定ボルトＢを螺締することにより、前記間座５
５を前記ロータ５４に一体に取付け、この間座５
５で前記シリンダ５２を前記ハウジング５１に支
持させる。

次に以上のごとく構成された給油ポンプ５の作
用について説明する。

先ず、前記容積形ポンプ要素６による作用を、
第８図に基づいて説明する。

同図Ａに示すごとく、前記ロータ５４が矢印方
向に回転されて、前記シリンダ５２が最下方位置
に位置されたときには、前記ロータ５４の偏心部
５４ａが、前記シリンダ５２におけるポンプ室５
２ａの中間部位に位置され、前記偏心部５４ａを
中心として前記ポンプ室５２ａの横方向両側に、
それぞれ所定大きさの右室イと左室ロとが形成さ
れ、この右室イに前記吸入ポート５４ｂから前記
吸入通路５４ｄを経て潤滑油が供給され、また前
記左室ロが、前記吐出ポート５４ｃと吐出通路５
４ｅを介して前記駆動軸４の給油通路４１に連通
され、前記左室ロから前記給油通路４１に潤滑油
が吐出されるのであり、従つて前記図Ａの場合に
は、前記右室イが潤滑油の吸入途中過程にあり、
また前記左室ロが潤滑油の吐出途中過程にある。

この後図Ｂに示すごとく、前記ロータ５４の回
転により、前記シリンダ５２が最下方位置から上
方に移動されたときには、前記ロータ５４の偏心
部５４ａにより、前記ポンプ室５２ａの左室ロが
閉塞され、かつ右室イが大となり、従つて前記左
室ロにおいては潤滑油の吐出を完了し、また右室
イにおいては潤滑油の吸入を完了したことにな
る。

更に前記図Ｂから図Ｃに示すごとく、前記ロー
タ５４の回転により、前記シリンダ５２が最上方
位置に位置されたときには、前記ロータ５４の偏
心部５４ａが、前記シリンダ５２におけるポンプ
室５２ａの中間部位に位置され、前記左室ロに前
記吸入ポート５４ｂが連通され、また前記右室イ
が前記吐出ポーート５４ｃに連通されるのであ
り、従つて前記図Ｃの場合には、前記左室ロが潤
滑油の吸入途中過程にあり、また前記右室イが潤
滑油の吐出途中過程にある。

また前記図Ｃから図Ｄに示すごとく、前記ロー
タ５４の回転により、前記シリンダ５２が最上方
位置から下方に移動されたときには、前記ロータ
５４の偏心部５４ａにより、前記ポンプ室５２ａ
の右室イが閉塞され、かつ左室ロが大となり、従
つて前記右室イにおいては潤滑油の吐出を完了
し、また左室ロにおいては潤滑油の吸入を完了し
たことになる。

以上のごとく前記シリンダ５２のポンプ室５２
ａ内において、前記ロータ５４の偏心部５４ａが
偏心回転されることにより、前記左右各室イ，ロ
で潤滑油の吸入と吐出とが繰り返され、前記容積
ポンプ要素６による定容積運転が行われるのであ
る。

即ち、前記ロータ５４における偏心部５４ａの
半径を（Ｒ）、前記シリンダ５２のポンプ室５２
ａに対する前記偏心部５４ａの偏心量を（ｒ）、
前記シリンダ５２の厚さを(L)とすれば、前記ロー
タ５４の１回転に付き、前記ポンプ室５２ａ内で
２圧縮が行われることから、前記容積ポンプ要素
６による給油量（Ｑ）は、 Ｑ＝4R・ｒ・Ｌ・２・60Hz で表され、 Ｑ∝Hz となる。

以上の式から明らかなごとく、前記ポンプ要素
６による給油量（Ｑ）は、前記モータ３の周波数
（Hz）に正比例するため、前記圧縮機のインバー
タ運転時に、前記モータ３の周波数（Hz）が増大
されても、その給油量（Ｑ）は一次曲線的にしか
増大されないのである。

次に、前述した遠心ポンプ７による作用につい
て説明する。

先ず、前記第８図に示すように、前記ロータ５
４の吐出ポート５４ｃから吐出通路５４ｅへと吐
出された潤滑油は、前記ロータ５４の内方上部に
形成した逆円錐形状をなす開口面５４ｆの下端位
置に供給されるのあるが、前記ロータ５４は前記
駆動軸４の駆動に伴い回転されていることから、
前記開口面５４ｆの下端位置に至つた潤滑油が、
前記ロータ５４の回転に伴う遠心力により、前記
開口面５４ｆに沿つて上方に持ち上げられるので
ある。また前記駆動軸４の軸心内部には、前記開
口面５４ｆと同心状に上下方向に貫通する給油通
路４１が形成されているため、前記開口面５４ｆ
で持ち上げられた潤滑油が、前記給油通路４１の
壁面に沿つて上方に持ち上げられ、各潤滑箇所に
給油されるのである。

しかして以上のごとく前記給油ポンプ５を、前
記容積ポンプ要素６と遠心ポンプ７との組合わせ
で構成することにより、前記遠心ポンプ７で圧縮
機の低周波域での運転時に、前記各潤滑箇所への
給油量が不足したりすることなく、しかも必要量
の潤滑油を早く到達できるのであり、また前記圧
縮機の高周波域での運転時には、前記容積形ポン
プ要素６によつて、前記各潤滑箇所に過剰給油を
行つたりすることがなく、この潤滑箇所に所定量
の潤滑油が供給されるのである。

図の実施例においては、前記ロータ５４の上部
外周壁に切欠部を形成し、該切欠部と前記ロータ
５４を固定支持する連結筒５３との間に周溝５４
ｈを形成し、該周溝５４ｈにより前記ロータ５４
の開口面５４ｆから前記連結筒５３を介して前記
駆動軸４の給油通路４１へと給油される潤滑油中
に混入する塵埃などを貯溜させるようにしてい
る。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明にかかる圧縮機で
は、前記モータ３における駆動軸４の軸端に、該
駆動軸４の駆動で容積を可変とする容積形ポンプ
要素６を備えた給油ポンプ５を取付けると共に、
この給油ポンプ５の吐出側に遠心ポンプ７を設け
たから、換言すれば前記容積形ポンプ要素６と遠
心ポンプ７とを組合わせて前記給油ポンプ５を構
成したから、前記圧縮機の低周波域での運転時
に、給油不足となつたりすることなく、しかも潤
滑箇所へ早く油を到達できるのであり、また前記
圧縮機の高周波域での運転時には、過剰給油を行
つたりすることがなく、潤滑箇所に所定量の潤滑
油を供給できるに至つたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる圧縮機の要部を示す断
面図、第２図は同底面図、第３図はポンプハウジ
ングの断面図、第４図はシリンダの平面図、第５
図はロータの断面図、第６図は同底面図、第７図
はポンプ間座の平面図、第８図は容積形ポンプ要
素の作用状態を示す図面、第９図は圧縮機の全体
構造を示す縦断面図、第１０図は従来例を示す断
面図である。 ２……圧縮要素、３……モータ、４……駆動
軸、４１……給油通路、５……給油ポンプ、５１
……ポンプハウジング、５２……シリンダ、５２
ａ……ポンプ室、５４……ロータ、５４ａ……偏
心部、５４ｂ……吸入ポート、５４ｃ……吐出ポ
ート、５４ｄ……吐出通路、５４ｅ……吐出通
路、５４ｆ……開口面、６……容積形ポンプ要
素、７……遠心ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮要素２とモータ３とを備え、前記モータ
   ３の回転数を周波数変換で可変として容量制御を
   行うごとくした圧縮機において、前記モータ３に
   おける駆動軸４の軸端に、該駆動軸４の駆動で容
   積を可変とする容積形ポンプ要素６を備えた給油
   ポンプ５を取付けると共に、この給油ポンプ５の
   吐出側に、遠心ポンプ７を設けたことを特徴とす
   る圧縮機。 ２ 給油ポンプ５が、ポンプハウジング５１と、
   長円形状のポンプ室５２ａを備え、前記ハウジン
   グ５１に短径方向に往復動のみ自由に支持される
   シリンダ５２と、駆動軸４に支持され、該駆動軸
   ４の軸心と偏心した軸心をもち、外周に吸入ポー
   ト５４ｂと吐出ポート５４ｃとを開口した偏心部
   ５４ａをもつロータ５４とから構成され、このロ
   ータ５４に、前記吸入ポート５４ｂに連通し、下
   部から外方に開口する吸入通路５４ｄと、前記吐
   出ポート５４ｃに連通し、前記駆動軸４の給油通
   路４１に開口する吐出通路５４ｅとを設けている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧
   縮機。 ３ 駆動軸４の給油通路４１が前記駆動軸４の中
   心に形成されており、前記吐出通路５４ｅが前記
   駆動軸４の中心において前記給油通路４１に開口
   していることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の圧縮機。 ４ 吐出通路５４ｅの給油通路４１への開口部
   に、該給油通路４１に向かつて拡径するテーパー
   状の開口面５４ｆを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項又は第３項記載の圧縮機。